JPS6111457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２つの磁路を同時に１つの入力巻線に
よつて励磁し、制御巻線の制御電流により磁路の
相対的な磁気抵抗を制御して出力の制御を行なう
ように構成した出力制御トランスに関するもので
ある。

従来における差動リアクトル型定電圧装置とし
ては、第１図に示すように単巻変圧器１の入力側
に不飽和リアクトル２と可飽和リアクトル３の並
列回路を接続したものがある。

この構成によるものは、入力電圧〓Ｖ_１が所要の
出力電圧〓Ｖ_２より低くなつた場合は可飽和リアク
トル３のリアクタンスを減少させ、入力電圧〓Ｖ_１
が極端に最低のときは可飽和リアクトル３を短絡
すれば、単巻変圧器１の巻数比にしたがつて出力
電圧〓Ｖ_２は昇圧される。逆に入力電圧〓Ｖ_１が高い
ときは、可飽和リアクトル３のリアクタンスを無
限大にすると、入力電圧は不飽和リアクトル２を
通り、単巻変圧器１の巻数比にしたがつて降圧さ
れる。入力電圧〓Ｖ_１が中間の場合は、出力電圧〓Ｖ
_２を基準値と比較して不飽和リアクトル２に発生
する電圧の大きさと位相を可飽和リアクトル３に
よつて制御することにより出力電圧〓Ｖ_２を一定に
することができる。

ところが、この構成によるものは２個のリアク
トル２，３を用いているため、コスト的に著しく
不利となり、かつ大型化するといつた大きな欠点
があつた。

また、他の従来例としては、第２図〜第４図に
示すような鉄共振型定電圧トランスがある。

これは日字状に形成された主鉄心４の中央磁脚
に１次巻線５と２次巻線６を巻装し、この１次巻
線５と２次巻線６の間にシヤント鉄心７を挿入
し、上記２次巻線６に共振コンデンサ８を接続し
て構成される。この構成の等価回路を第３図に示
し、各部の電圧、電流の関係を第４図に示す。

第３図において、〓Ｖ_１は入力電圧、〓Ｖ_２は出力
電圧、Lpは１次巻線５と２次巻線６によつて得
らられる不飽和リアクタンス、Ｌ_sは２次巻線６
と共振コンデンサ８によつて得られる飽和リアク
トル、Ｃは共振コンデンサ８、Ｖ_LPは不飽和リア
クトルＬ_Pの両端の電圧、〓Ｉ_Lは飽和リアクトルＬ
_sを流れる電流、Ｉ_cはコンデンサＣを流れる電流
である。

このような構成で、出力電圧〓Ｖ_２と飽和リアク
トルLsに流れる電流〓Ｉ_Lとの関係は第４図のａで
示す飽和特性となり、出力電圧〓Ｖ_２とコンデンサ
Ｃに流れる電流〓Ｉ_cとの関係は同ｂで示すような
特性となり、両者の合成特性はＣに示すようにな
る。不飽和リアクトルＬ_Pの両端に発生する電圧
〓Ｖ_LPは遅れ電流の場合出力電圧〓Ｖ_２と同相とな
り、進み電流の場合は出力電圧〓Ｖ_２と逆相とな
り、第４図ｄのような直線の特性となる。

したがつて入力電圧〓Ｖ_１＝〓Ｖ_２＋〓Ｖ_LPは第４図
のｃとｄを合成したｅとなる。

この第４図から入力電圧〓Ｖ_１が大幅に変化して
も出力電圧〓Ｖ_２はわずかしか変化しないことがわ
かる。

しかしながら、この構成によるものは、２次巻
線６に共振コンデンサ８を接続しているため、効
率が著しく悪くなる。しかも高い出力精度を得る
ことができないといつた欠点があつた。

本発明は以上のような従来の欠点を除去するも
のである。

以下、本発明のいくつかの実施例を第５図〜第
７図により説明する。

まず、第５図に示す実施例において、９はEI
形あるいはEE形磁心によつて日字状に形成され
た第１の閉磁路磁心であり、この第１の閉磁路磁
心９の両側にはUI形あるいはUU形磁心による口
字状の第２、第３の閉磁路磁心１０，１１が配置
されている。

上記第１の閉磁路磁心９の中央磁脚９ａには制
御巻線１２が巻装され、この第１の閉磁路磁心９
の両外磁脚９ｂ，９ｃと、第２、第３の閉磁路磁
心１０，１１の両外磁脚９ｂ，９ｃと近接配置さ
れる磁脚には被制御巻線１３，１４，１５，１６
が巻装され、外磁脚９ｂと第２の閉磁路磁心１０
の磁脚にまたがるように、また外磁脚９ｃと第３
の閉磁路磁心１１の磁脚にまたがるように入力巻
線１７，１８が巻装されている。

そして、上記被制御巻線１３〜１６、入力巻線
１７，１８は制御巻線１２に交流電圧が誘起しな
いように結線され、被制御巻線１３，１６と、１
４，１５とは逆位相結線で、端子１９，２０に差
の電圧を発生させる。２１は制御巻線１２に信号
電圧を印加するための端子、２２，２３は入力巻
線１７，１８に入力電圧を印加する入力端子であ
る。

上記のような構成において、制御巻線１２に制
御電流を流さない状態では、２組の制御巻線１３
と１６，１４と１５の差の電圧を負荷に供給し、
制御巻線１２に制御電流を流すと、第１の閉磁路
磁心９の磁気抵抗が、第２、第３の閉磁路磁心１
０，１１の磁気抵抗より相対的に増加し、被制御
巻線１３，１６を鎖交する磁束が増加するため、
第１の閉磁路磁心８の被制御巻線１４，１５に発
生する電圧は減少し、被制御巻線１３，１６に発
生する電圧は増加する。したがつて負荷に印加さ
れる電圧は変化することになる。すなわち、制御
巻線１２に流す制御電流によつて負荷電圧を調整
することができる。

なお、入力巻線１７，１８と被制御巻線１３〜
１６はオートトランス式でも、セパレート式でも
よい。

さらに、負荷電流による電圧降下が被制御巻線
１３〜１６で発生するが、この影響も抵抗分によ
る電圧降下は制御できないが磁気誘導による電圧
降下分は制御電流で制御できることになる。

この実施例における具体的な設計例を示すと、
入力電圧100^＋１０ _−１５V、周波数ｆ＝50または60Hz、
出
力電圧100±2V、出力電流０〜15Aの条件で出力
制御トランスを設計すると、第１の閉磁路磁心９
のサイズはE133で積厚50mm、第２、第３の閉磁
路磁心１０，１１のサイズはU66で積厚50mm、入
力巻線１７，１８は線経1.0mmで154ターン、被制
御巻線１３〜１６は線径2.5mmで51ターン、制御
巻線１２は線径0.3mmで4500ターンとなり、入力
巻線１７，１８と被制御巻線１３〜１６とはオー
トトランス式に結線し、出力電圧精度は±1.5％
の間となつていた。

次に第６図に示す実施例について説明する。こ
の第６図に示す実施例は、第５図に示す実施例の
第１の閉磁路磁心９の両外磁脚９ｂ，９ｃに巻装
される被制御巻線１４，１５を無くしたもので、
制御巻線１２に流す制御電流を変化させること
で、第１の閉磁路磁心９と、第２、第３の閉磁路
磁心１０，１１の相対的磁気抵抗を変化させて、
被制御巻線１３と１６の両端の端子１９，２０の
出力電圧を変化させようとするものである。な
お、被制御巻線としてはいずれか一方であつても
よい。これは、多少制御範囲が狭くなるといつた
欠点があるが用途によつては有効となる。

また、第７図に示す実施例は、第２、第３の閉
磁路磁心１０，１１に巻装される被制御巻線１
３，１６を無くし、第１の閉磁路磁心９の両外磁
脚９ｂ，９ｃの被制御巻線１４，１５の両端の端
子１９，２０に出力を得ようとするものである。
この場合も被制御巻線１４，１５はいずれか一方
であつてもよい。これも、第６図の実施例と同様
に制御範囲が狭くなる欠点がある。

以上のように数多くの実施例が考えられるが、
これらをまとめてみると、日字状磁心と２つの口
字状磁心を備え、日字状磁心の中央磁脚に制御巻
線を巻装し、日字状磁心のそれぞれの外側磁脚と
口字状磁脚とにまたがつて巻線される入力巻線
と、日字状磁心の外側磁脚と口字状磁心のいずれ
かの磁脚に出力巻線を備えたものであれば、出力
制御が可能となる。

以上のように本発明の出力制御トランスは構成
されるため、入力電圧および負荷電流変動を同時
に制御できることになる。すなわち、制御信号を
出力電圧にとれば定電圧トランスとなり、制御信
号を出力電流にとれば、定電流トランスとなり、
このように制御信号を選択するだけで定電圧化も
定電流化も可能となり、各巻線の仕様を変えるこ
となく構成でき、広い用途に使用できる。

さらに効率の点でも優れたものとすることがで
き、コストの点でも安価とすることができて、工
業的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の差動リアクトル型定電圧装置を
示す電気的回路図、第２図は従来の鉄共振型定電
圧トランスの概略構成図、第３図は同等価回路
図、第４図は同各部の電圧電流の関係を示す特性
図、第５〜７図は本発明の出力制御トランスの実
施例を示す概略構成図である。 ９，１０，１１，２４，２５，２６，２７，２
８，２９，３０，３１…閉磁路磁心、１２…制御
巻線、１３〜１６…被制御巻線、１７，１８…入
力巻線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 日字状磁心と、２個の口字状磁心を備え、上
   記日字状磁心の中央磁脚に制御巻線を設け、上記
   日字状磁心の一方の外側磁脚と、上記一つの口字
   状磁心の磁脚にまたがるように入力巻線を設け、
   上記日字状磁心の他方の外側磁脚と上記他の日字
   状磁心の磁脚とにまたがるように他の入力巻線を
   設け、上記二つの入力巻線は直列に接続し、さら
   に上記日字状磁心の上記各外側磁脚と上記各口字
   状磁心の磁脚とのいずれかに出力巻線を設けて、
   直列に接続したことを特徴とする出力制御トラン
   ス。